聚苯硫醚（PPS）應(yīng)用簡(jiǎn)介
聚苯硫醚（Polyphenylene Sulfide, PPS）是一種高性能的熱塑性工程塑料，以其優(yōu)異的耐高溫、化學(xué)穩(wěn)定性和機(jī)械性能而聞名。PPS是由對(duì)二氯苯和硫化鈉在極性溶劑中聚合而成。
聚苯硫醚PPS由苯環(huán)和硫原子交替排列構(gòu)成，使得其結(jié)構(gòu)規(guī)整，擁有較高的結(jié)晶度，同時(shí)苯環(huán)為PPS提供良好的剛性和耐熱性，而硫醚鍵賦予PPS一定的柔順性，且天生阻燃，低收縮和低吸水率，因此PPS具有優(yōu)異的綜合性能。
PPS有第6大工程塑料之稱，8大宇航材料之一，也是最便宜的特種工程塑料，廣泛應(yīng)用于航天航空、電子、汽車、環(huán)保、化工等領(lǐng)域。
PPS細(xì)粉
PPS 性能特點(diǎn)
耐高溫性：PPS具有良好的耐熱性，連續(xù)使用溫度（增強(qiáng)后）可達(dá)到200°C以上。
耐化學(xué)腐蝕性：幾乎不受任何有機(jī)溶劑的影響，并且能夠抵抗強(qiáng)酸和堿的侵蝕。
阻燃性：自然具備UL94 V-0等級(jí)的阻燃特性。
電絕緣性：即使在高溫條件下也能保持穩(wěn)定的電氣性能。
低吸水率：PPS的吸水率非常低，這意味著它不會(huì)因?yàn)槲账侄鴮?dǎo)致尺寸變化或性能下降。
機(jī)械強(qiáng)度：具有很高的拉伸強(qiáng)度和剛度，在寬泛的溫度范圍內(nèi)都能保持良好的機(jī)械性能。
耐磨性：表現(xiàn)出優(yōu)秀的耐磨損能力，適合用于需要長(zhǎng)期耐磨的應(yīng)用場(chǎng)合。
半透PPS樹脂顆粒
加工方法
注塑成型、擠出成型、吹塑成型、壓制成型。
先看PPS樹脂主要性能指標(biāo)
熔 點(diǎn)：約280°C，符合高溫料特質(zhì)！
拉伸強(qiáng)度：≥70 MPa，樹脂強(qiáng)度高。
缺口沖擊強(qiáng)度：≥4 kJ/m2較普通。
彎曲模量：≥3 GPa，模量高。
體積電阻率：>10^14 Ω·cm
介電常數(shù)：約3.4 (1 MHz)
吸水率：<0.03
看個(gè)PPS樹脂物性，繼續(xù)
PPS未增強(qiáng)樹脂在單獨(dú)考慮時(shí)，其性能可能看起來(lái)并不特別突出，這是因?yàn)槲唇?jīng)增強(qiáng)的PPS樹脂主要用于一些基本的應(yīng)用場(chǎng)景。以下未增強(qiáng)的用途：
①常規(guī)力學(xué)性能表現(xiàn)不突出：在拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度等指標(biāo)上可能只是處于中等水平，未改性的 PPS 本身脆性較大，沖擊強(qiáng)度較低，這是其未增強(qiáng)狀態(tài)下比較明顯的短板。
②熱性能數(shù)據(jù)缺乏直觀沖擊力：雖然 PPS 的耐熱性優(yōu)異，增強(qiáng)后長(zhǎng)期使用溫度能達(dá)到 200-220℃，但樹脂嘛，中規(guī)中矩！
③電性能優(yōu)勢(shì)不明顯：未增強(qiáng)的 PPS 在電性能方面，其介電常數(shù)和介電損耗等參數(shù)處于工程塑料中上游水平。在一些對(duì)電性能要求極高的電子電氣領(lǐng)域，如高頻通信設(shè)備、精密電子元件等，需要材料具有極低的介電常數(shù)和介電損耗，性能無(wú)法與一些專門的高性能電絕緣材料相媲美，所以在電性能方面的表現(xiàn)看起來(lái)不夠出色。
盡管如此，未經(jīng)增強(qiáng)的PPS樹脂在某些性能指標(biāo)上，可能不及增強(qiáng)型PPS或其他高性能塑料，但它的綜合性能使其在特定的應(yīng)用領(lǐng)域中仍然具有不可替代的價(jià)值。
那么未增強(qiáng)PPS在哪些方面發(fā)光發(fā)熱？
①PPS薄膜：具有多種優(yōu)異性能應(yīng)用廣泛，PPS 膜的耐熱水解性和氟化烴性能，能提高設(shè)備的可靠性、其電氣特性的耐熱溫度指數(shù)可達(dá) 200℃，屬于F級(jí)絕緣材料。在可變電容器、電阻元件、扁平電機(jī)線圈絕緣、柔性印刷電路（FPC）薄片鍵盤基板等方面均可應(yīng)用。PPS薄膜的耐腐蝕性使其可用作汽化隔膜、汽車內(nèi)飾材料、電線被覆材料等。
PPS薄膜
②PPS涂層涂料密封：化工生產(chǎn)中，設(shè)備和反應(yīng)裝置常接觸酸、堿、鹽、有機(jī)溶劑等腐蝕性物質(zhì)。PPS可作為化工設(shè)備的防腐涂層、密封材料、過(guò)道涂層，過(guò)濾膜等。由于 PPS在室溫下沒(méi)有有機(jī)溶劑可以溶解它，在特殊溶劑中也要在 200℃以上才開始溶解，其耐藥性僅次于PTFE，因此適用于一些腐蝕性較強(qiáng)的化工環(huán)境。PPS粉末涂料相比氟塑料，具有非常優(yōu)異的金屬結(jié)合力，成本優(yōu)勢(shì)明顯。
③PPS改性：因此，在選擇合適的PPS類型應(yīng)基于具體的應(yīng)用需求和成本考量。而且PPS本身具有一些獨(dú)特的性質(zhì)，使其成為一種有價(jià)值的工程塑料。添加玻璃纖維、碳纖維、礦物、彈性體、PTFE等填充增強(qiáng)復(fù)合材料，可以顯著提升PPS的力學(xué)性能和其他特性，從而擴(kuò)展其應(yīng)用范圍，改性方向如下。
通過(guò)改性后PPS變化有多大？
塑料君把PPS樹脂與添加了40%玻璃纖維（GF40%）、65%玻礦增強(qiáng)（玻璃纖維和礦物填料的復(fù)合增強(qiáng)）以及30%碳纖維（CF30%）增強(qiáng)的PPS復(fù)合材料在熔點(diǎn)、拉伸強(qiáng)度、彎曲模量、缺口沖擊強(qiáng)度、體積電阻率、介電常數(shù)以及熱變形溫度等方面的性能對(duì)比。行不行，先看數(shù)據(jù)再討論。
如上圖，聚苯硫醚（PPS）樹脂通過(guò)添加不同類型的增強(qiáng)材料進(jìn)行改性后，其性能會(huì)發(fā)生顯著的變化。
如拉伸強(qiáng)度、彎曲模量和缺口沖擊強(qiáng)度都有顯著提升，其拉伸強(qiáng)度可比未增強(qiáng)的提高數(shù)倍，能夠承受更大的拉力，在一些對(duì)材料強(qiáng)度要求高的結(jié)構(gòu)件、承載部件等應(yīng)用中更具優(yōu)勢(shì)；基本達(dá)到鋁合金的強(qiáng)度水平，加上極低熱膨脹系數(shù)，在常見工程塑料中最接近鋁合金，拳打LCP材料，幾乎不怎么吸水，腳踩尼龍PA全家，是精密件、化工件等以塑代鋼是不錯(cuò)的選擇。
增強(qiáng)PPS后，擁有極低的收縮率，對(duì)于高尺寸穩(wěn)定要求的精密配件來(lái)說(shuō)，顯然是優(yōu)秀的材料選擇，此外，這些增強(qiáng)材料還提高了PPS的熱變形溫度，耐熱性瞬間起飛，熱變形高達(dá)250-260度，使其配件能夠在更高溫度下工作。
而增強(qiáng)PPS均價(jià)3字頭，成本LCP一半，稍高于尼龍66，耐化學(xué)實(shí)力攬著氟塑料的活，總之，選PPS花錢少，會(huì)來(lái)活，花樣多！PPS是高溫塑料里性價(jià)比最高的！有不服的嗎？
PPS粗粉
PPS GF40顆粒
1、汽車工業(yè)：PPS 能夠承受發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)的高溫和復(fù)雜的化學(xué)環(huán)境，可用于制造如進(jìn)氣歧管、以及汽油或柴油的腐蝕。PPS 材料具有優(yōu)異的耐化學(xué)腐蝕性和機(jī)械強(qiáng)度，可用于制造水泵殼體、制動(dòng)液管等發(fā)動(dòng)機(jī)部件，能夠保證制動(dòng)系統(tǒng)的正常工作和安全性。
上圖：進(jìn)氣歧管、下圖：水泵殼
2、電子電器：PPS 本身具有良好的阻燃性能，無(wú)需添加阻燃劑即可達(dá)到 UL-94 V-0，能在較高溫度下保持穩(wěn)定的性能，而且介電常數(shù)和介電損耗角正切值都比較低，在較大的頻率、溫度和濕度范圍內(nèi)仍能保持良好的絕緣性能，在要求高的開關(guān)、插座、連接器、線圈骨架是不錯(cuò)的選擇，如下：
PPS鏈接件及線圈骨架
3、化工設(shè)備：PPS擁有極強(qiáng)的耐化學(xué)，在化工泵、閥門、管道配件等耐腐蝕部件得到廣泛應(yīng)用；在化工管道輸送應(yīng)用，介質(zhì)常具有腐蝕性，如酸、堿、有機(jī)溶劑等。PPS 涂層可涂覆在管道內(nèi)壁，防止介質(zhì)對(duì)管道金屬材質(zhì)的腐蝕，延長(zhǎng)管道使用壽命。
4、航空航天：輕質(zhì)高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)件及內(nèi)部組件，可用于制造飛機(jī)機(jī)翼的某些小型結(jié)構(gòu)件，如翼肋、翼梢小翼的連接部件等，改性的PPS材料可以用于制造發(fā)動(dòng)機(jī)的部分葉片。PPS優(yōu)異的耐高溫、耐輻射和機(jī)械性能使其適合用于制造衛(wèi)星的結(jié)構(gòu)框架、天線支架等部件。
5、醫(yī)療健康：醫(yī)療器械外殼及其他要求高潔凈度與生物相容性的應(yīng)用。可以用于制造一些手術(shù)器械的零部件，如手術(shù)剪刀、鑷子、鉗子等的手柄和連接件?？梢杂糜谥圃煅揽沏@頭、牙托、正畸器具等器械的部件。
以下是全球 PPS 產(chǎn)能規(guī)模相對(duì)較大公司（排名動(dòng)態(tài)變動(dòng)）：
日本油墨 DIC：全球最大的 PPS 生產(chǎn)商，其 PPS 成型材料具有優(yōu)異特性，應(yīng)用廣泛。四個(gè)基地年產(chǎn)能為 4.6 萬(wàn)噸左右，占據(jù)全球約 20% 的市場(chǎng)份額。
東麗：世界上較大的 PPS 供應(yīng)商之一，產(chǎn)品穩(wěn)定性好、生產(chǎn)成本低，具有多種高性能。其韓國(guó)據(jù)點(diǎn)與愛知縣東海工廠合計(jì) PPS 年產(chǎn)能為 2.76 萬(wàn)噸，在全球 PPS 市場(chǎng)也占據(jù)重要地位。
索爾維Syensqo：2015 年收購(gòu)雪佛龍菲利普斯聚苯硫醚（PPS）業(yè)務(wù)，擁有較強(qiáng)的生產(chǎn)技術(shù)和能力。目前 PPS 產(chǎn)能約為2萬(wàn)噸/年。
塞拉尼斯Fortron（塞拉尼斯和吳羽合資）：該合資公司的威爾明頓生產(chǎn)基地是世界上規(guī)模較大的 PPS 生產(chǎn)地之一，年產(chǎn)量較高，產(chǎn)能約為 1.5 萬(wàn)噸。
浙江新和成：中國(guó)的 PPS 生產(chǎn)企業(yè)，經(jīng)過(guò)不斷發(fā)展，產(chǎn)能達(dá)到 1.5 -2.2萬(wàn)噸左右，規(guī)劃3萬(wàn)噸在國(guó)內(nèi)具有較高的市場(chǎng)份額，并且在全球市場(chǎng)的影響力也在不斷提升。
吳羽化學(xué)：其研發(fā)的直鏈狀PPS樹脂性能優(yōu)良，除日本福島縣的生產(chǎn)設(shè)備外，在美國(guó)北卡羅來(lái)納州也有生產(chǎn)基地，合計(jì)產(chǎn)能約 1 萬(wàn)噸。
日本寶理 ：寶理塑料的PPS產(chǎn)能估計(jì)在10,000至15,000噸/年。該公司是日本重要的工程塑料供應(yīng)商之一。
Initz（SK 化工和日本帝人合資）：憑借自主研發(fā)的技術(shù)和工藝生產(chǎn)環(huán)保PPS，在韓國(guó)蔚山建有年產(chǎn)能 1.2 萬(wàn)噸的 PPS 工廠。
總的來(lái)說(shuō)，日系PPS占據(jù)市場(chǎng)過(guò)半，按產(chǎn)能算DIC 在全球PPS龍頭企業(yè)中占比為 20.06%，東麗市場(chǎng)份額中占比 13.34%。索爾維在全球 PPS 市場(chǎng)也有一定份額，占比達(dá) 8.72%。Fortron 的全球市場(chǎng)份額為 7.41%。吳羽化學(xué)在全球 PPS 市場(chǎng)占比 6.85%。新和成是我國(guó)第一大本土聚苯硫醚（PPS）企業(yè)，在全球聚苯硫醚市場(chǎng)占有率為 6.54% 左右。按樹脂出貨Toray是世界上最大的PPS樹脂工業(yè)生產(chǎn)商，全球前五大公司的市場(chǎng)份額近80% ；盡管如此，近幾年P(guān)PS國(guó)產(chǎn)化快速崛起，寡頭時(shí)代是否終結(jié)？拭目以待！